管件长度一体式检测装置的制作方法

本发明涉及管状物的长度测量技术领域，具体涉及管件长度一体式检测装置。

背景技术：

通常生产线上对套管长短进行检测时，主要靠管长检测人员在工作台上利用刻度尺、胶带进行尺寸标识，划出偏上限和偏下限的界限，通过套管达到一端抵紧后，目测刻度尺和胶带标记的标识对不在界限以内的管件进行剔除；然后再把目测不合格的管件利用光栅尺再次进行长度测量。

传统技术存在的缺陷在于：1、技术人员通过目测刻度尺和胶带标记的标识进行筛选套管的长度，长时间的工作情况下难免会产生观察疲倦，导致筛选长短出现误差；2、人工检测的过程繁琐，不适于在流程化快速检测管件的生产线中使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种能实现自动检测管件长度，并对符合生产所需要管长长度管件进行筛选的管件长度一体式检测装置；解决了技术人员测量管件长度时出错率高和精确度较差的问题，还解决了人工检测的过程繁琐，导致整个生产线的检测效率低下的问题。

本发明提出的管件长度一体式检测装置，包括有安装整套自动检测装置的承台平台，承台平台上设置有正常有序控制管件传输的送料机构，承台平台底面设有管件的导向机构和限位固定机构，承台平台底面还设有测量管件长度的测量机构；其特征在于，送料机构内设置有竖直方向上的下落通道；导向机构包括落管通道、挡板、顶出气缸、顶出传动动力板和顶出传动从动板，落管通道与承台平台上方的下落通道正对连通，顶出传动动力板和顶出传动从动板通过异形连接板连接；限位固定机构设置在管件检测处上下两侧；测量机构设置在管件检测处左右两端。

本发明的使用原理在于，首先，待测量管件经送料机构下落通道进行逐一的传输至导向机构的落管通道内，使得管件与管件之间等时差性的逐一落至挡板上，再由挡板上的顶出传动动力板和顶出传动从动板同时作用于管件的前后两侧，横向式前后移动至管件检测处，并停止移动，对管件的前后两侧起到固定限位作用；然后，由限位固定机构设定的位置对管件上下两侧起到固定限位的作用，实现对管件的四个方位的固定限位，最后由测量机构通过对管件检测处的待检测管件左右两端的一端进行限位，另一端快速移动式测量管件的长度。

本发明的管件长度一体式检测装置有益效果为，能实现自动检测管件长度，并对符合生产所需要管长长度管件进行筛选的管件长度一体式检测装置；解决了技术人员测量管件长度时出错率高和精确度较差的问题，还解决了人工检测的过程繁琐，导致整个生产线的检测效率低下的问题。对管件的传输，检测以及后续的检测管件合格与否的分类过程处理，实现了管件长度测量，以及管件合格化生产的一体式检测装置。由送料机构和导向机构配合作用，确保了待测量管件的检测有序性，每个管件与管件的传输过程能等时差性，进而确保测量机构检测时间有了保障性。机械装置的检测大大降低了人工检测的出错率，并且提高了检测的精确度。通过初始设定在plc控制系统中的管材合格产品长度范围值，与测量机构上coms位移传感器检测出来的数值相比对，如果在plc控制系统初始设定的长度范围值内就是判定为合格，反之即判定为不合格产品，实现了管件生产线上的智能化测量管件长度，该方式检测的管件长度值十分精确，不易产生误差。同时由于整个管件长度一体式检测装置的各个机构之间连接关系紧凑，测量一个管件过程时间短，大大提高了机械测量管件长度的效率性。

附图说明

图1为本发明的管件长度一体式检测装置的承台平台底部表面立体结构示意图；

图2为本发明的管件长度一体式检测装置的承台平台上部立体结构示意图；

图3为本发明的管件长度一体式检测装置的整体外部立体结构示意图；

图4为本发明的管件长度一体式检测装置的整体外部立体结构示意图；

图5为本发明的管件长度一体式检测装置的承台平台底部表面立体结构示意图；

图6为本发明的管件长度一体式检测装置的测量机构立体结构示意图；

图7为本发明的管件长度一体式检测装置的承台平台底部表面部分结构立体结构示意图；

图8为本发明的管件长度一体式检测装置的导向机构和限位机构部分结构示意图；

图9为本发明的管件长度一体式检测装置的导向机构和限位机构部分结构放大图；

图10为本发明的管件长度一体式检测装置的限位挡板结构示意图；

其中：1.承台平台；2.限位挡板；3.倾斜板；4.外框架；5.送料气缸导向块；6.校正气缸导向块；7.下落通道；8.送料气缸；9.校正气缸；10.承台支架；11.隔板；12.底板；13.平行轴承；14.光轴；15.顶出气缸；16.开关门气缸；17.连接板ⅰ；18.连接块ⅰ；19.异形连接板；20.测量限位顶针；21.测量限位顶针压板；22.分拣气缸；23.连接块ⅱ；24.连接板ⅱ；25.顶出从动气缸；26.连接块ⅲ；27.分拣导向板；28.分拣导向板转轴连接块；29.顶出传动动力板；30.开关门挡板；31.coms位移传感器；32.检测反射面；33.测量光轴；34.检测气缸；35.固定板；36.调节板；37.挡块；38.测量轴承；39.测量顶针；40.测量顶针压板；41.限位板；42.缓冲弹簧；43.连接块ⅳ；44.待检测区域；45.挡板；46.连接块ⅴ；47.连接块ⅵ；48.连接板ⅲ；49.落管通道；50.落管导向板；51.落管导向限位块；52.顶出传动从动板；53.连接块ⅶ；54.连接块ⅷ；55.垫块；56.气管及控制电路走线孔；57.电控箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的管件长度一体式检测装置作进一步的说明。

plc控制系统的型号为cp1e-n60sdr-a，品牌为欧姆龙。

coms位移传感器的型号为il030，品牌为基恩士。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，管件长度一体式检测装置，包括有安装整套自动检测装置的承台平台1，承台平台1上设置有正常有序控制管件传输的送料机构，承台平台1底面设有管件的导向机构和限位固定机构，承台平台1底面还设有测量管件长度的测量机构；送料机构内设置有竖直方向上的下落通道7；导向机构包括落管通道49、挡板45、顶出气缸15、顶出传动动力板29和顶出传动从动板52，落管通道49与承台平台1上方的下落通道7正对连通，顶出传动动力板29和顶出传动从动板52通过异形连接板19连接；限位固定机构设置在管件检测处上下两侧；测量机构设置在管件检测处左右两端。

本发明的使用原理在于，首先，待测量管件经送料机构下落通道7进行逐一的传输至导向机构的落管通道49内，使得管件与管件之间等时差性的逐一落至挡板上，再由挡板上的顶出传动动力板29和顶出传动从动板52同时作用于管件的前后两侧，横向式前后移动至管件检测处，并停止移动，对管件的前后两侧起到固定限位作用；然后，由限位固定机构设定的位置对管件上下两侧起到固定限位的作用，实现对管件的四个方位的固定限位，最后由测量机构通过对管件检测处的待检测管件左右两端的一端进行限位，另一端快速移动式测量管件的长度。

本发明的管件长度一体式检测装置有益效果为，能实现自动检测管件长度，并对符合生产所需要管长长度管件进行筛选的管件长度一体式检测装置；解决了技术人员测量管件长度时出错率高和精确度较差的问题，还解决了人工检测的过程繁琐，导致整个生产线的检测效率低下的问题。对管件的传输，检测以及后续的检测管件合格与否的分类过程处理，实现了管件长度测量，以及管件合格化生产的一体式检测装置。由送料机构和导向机构配合作用，确保了待测量管件的检测有序性，每个管件与管件的传输过程能等时差性，进而确保测量机构检测时间有了保障性。机械装置的检测大大降低了人工检测的出错率，并且提高了检测的精确度。

还包括分拣机构，分拣机构包括开关门气缸16、分拣导向板27和分拣气缸22，开关门气缸16与待测量管材的底部开关门挡板30连接，分拣导向板27和分拣气缸22连接。开关门气缸16与开关门挡板30共同作用对已经测量以后的管件配合合格管件掉落至合格区域，开关门挡板30的另一个作用在于对产品的检测位置进行限定；分拣气缸22带动分拣导向板27作出转向，确保开关门挡板30上掉落的已经检测完毕的不合格管件掉落至不合格区域。

送料机构包括限位挡板2、倾斜板3、外框架4、送料气缸导向块5、校正气缸导向块6和下落通道7，倾斜板3为整个送料机构的管件传输路径，倾斜板3上部设有限位挡板2、送料气缸导向块5和校正气缸导向块6，倾斜板3下部设有与送料气缸导向块5、校正气缸导向块6分别连接的送料气缸8、校正气缸9，下落通道7设置在倾斜板3前端和外框架4之间。

限位挡板2设置在倾斜板3和外框架4上，限位挡板2上预留有送料气缸导向块5和校正气缸导向块6上下移动的滑槽，还预留有在外框架4上作用移动的滑槽。限位挡板2设置目的是为了进一步限制测量不同长度的管材时，对管材的一端进行限位，使管材两端尽可能的整齐移动到下落通道7入口处。

限位固定机构包括落管导向限位块51、开关门挡板30和待检测区域44，待检测区域44设置在顶出传动动力板29、顶出传动从动板52、落管导向限位块51和开关门挡板30四个方位中间。管件的待检测区域44设置在固定的落管导向限位块51和开关门挡板30之间，顶出传动动力板29和顶出传动从动板52夹持着管件移动至待检测区域44对管件进行检测，这样实现了对管件的上下和前后四个方位的限定。落管导向限位块51不仅起到对管件下落至挡板上的导向作用，在限位固定机构中还起到固定管件的固定作用。

测量机构包括测量顶针39、检测气缸34、缓冲弹簧42、coms位移传感器31和检测反射面32。通过检测气缸39的轴顶着缓冲弹簧42使测量顶针39向前移动，直到测量顶针抵靠至检测管件的端面，此时coms位移传感器31与检测反射面的距离进行读数，即可检测出管件的长度与初始值进行对比。

本发明的进一步使用原理在于，首先，待测量管件经送料气缸8推动送料气缸8导向块5，将管件送出后经过校正气缸9推动的校正气缸9导向块6将管件位置校正为与送料机构下落通道7成平行后，经过送料机构下落通道7，再经过落管通道49掉落至挡板45上。

其次，顶出气缸15带动顶出传动动力板29通过异形连接板19连接的顶出传动从动板52，配合一起将管件顶出位移至待检测区域44。异形连接板19设置目的是确保顶出传动动力板29和顶出传动从动板52之间的距离固定。

此时待测管件通过顶出传动动力板29和顶出传动从动板52，以及落管导向限位块51和开关门挡板30对管材四个方向的限位。使其管材与测量限位顶针20和测量顶针39相对在一条直线上。

然后检测气缸34带动测量顶针39动作。配合缓冲弹簧42使测量顶针39前端一直与待测产品端面接触。

最后由coms位移传感器31经过检测因管材长度的变换导致缓冲弹簧42压缩程度的变化，带动检测反射面32与coms位移传感器31相对距离的变化来判定产品长度的差值。进而判断管材是否为合格产品。

若经plc控制系统判定为管件长度合格，则检测气缸34带动测量顶针39退回，开关门气缸16带动开关门挡板30开门，合格产品掉落至合格区域。若经plc控制系统判定为管件长度不合格，则分拣气缸22带动分拣导向板27，然后检测气缸34带动测量顶针39退回，开关门气缸16带动开关门挡板30开门，管件长度不合格掉落至不合格区域。再后开关门气缸16带动开关门挡板30关门，而顶出气缸15带动顶出传动动力板29配合再经过异形连接板19与之连接的顶出传动从动板52，一起恢复至原位，即顶出传动动力板29和顶出传动从动板52初始接到落管通道49掉落的管件位置。

周期的重复上述过程，完成对管件的测量和分拣等过程。

测量机构还包括固定板35、调节板36、挡块37、测量光轴33、测量轴承38、测量顶针压板40和限位板41；两块固定板35通过测量光轴33连接，测量光轴33与固定板35连接处设有测量轴承38，测量光轴33上连接调节板36，两块固定板35内侧的一块固定板35上设有检测气缸34，另一块固定板35一侧设有coms位移传感器31，在固定板35上coms位移传感器31设置的同侧对应的调节板36同侧位置处设置检测反射面32，检测气缸34通过缓冲弹簧42与调节板连接，检测气缸34的输出轴穿过缓冲弹簧42和调节板36，并与挡块37连接；测量光轴33穿过连接有coms位移传感器31的固定板35与限位板41连接，测量顶针39通过测量顶针压板40连接在限位板41上。同样的方式测量限位顶针20也是通过测量限位顶针压板21固定在待检测区域44一侧，使测量限位顶针20在测量不同长度管件产品时，便于调节位置，同时在测量管件时，确保测量限位顶针20不会产生移动。固定板35和调节板36之间的距离变化直接导致它们之间同侧设置的coms位移传感器31和检测反射面32的距离变化，所以coms位移传感器31检测到与检测反射面32的位移变化，coms位移传感器31把检测到的数值传递给plc控制系统判断比较是否在初始设定的管件长度范围内。其中测量机构的完整使用原理为：前提是待测量长度的管件已经传输至待检测区域44内，并在测量顶针39和测量限位顶针20之间，首先，由固定板35上设置的检测气缸34上连接的输出轴带动挡块37直接抵触测量顶针39，使测量顶针39开始移动，并且时刻配合测量顶针39前端与待测量管材的端面接触；其次，当测量顶针39前端受力时，限位板41会带动测量光轴33移动，进而，测量光轴33也会带动调节板36上设置的检测反射面32靠近coms位移传感器31，coms位移传感器31检测到的数值传递给plc控制系统判断比较是否在初始设定的管件长度范围内；最后再由plc控制系统比对结果来控制分拣机构的下一步操作。若经plc控制系统判定为管件长度合格，则检测气缸34带动测量顶针39退回，开关门气缸16带动开关门挡板30开门，合格产品掉落至合格区域。若经plc控制系统判定为管件长度不合格，则分拣气缸22带动分拣导向板27，然后检测气缸34带动测量顶针39退回，开关门气缸16带动开关门挡板30开门，管件长度不合格掉落至不合格区域。再后开关门气缸16带动开关门挡板30关门，而顶出气缸15带动顶出传动动力板29配合再经过异形连接板19与之连接的顶出传动从动板52，一起恢复至原位，即顶出传动动力板29和顶出传动从动板52初始接到落管通道49掉落的管件位置。挡块37的作用是限制调节板36，防止其随着测量光轴33脱落。

测量机构设置在承台平台1底面的一侧，承台平台1底面的另一侧设置测量限位顶针20，测量限位顶针20与测量机构前端的测量顶针39相对，测量顶针39的移动方向与测量限位顶针20在同一条直线上。测量机构设置位置相对于待检测区域44的一侧，测量限位顶针20设置在待检测区域44的另一侧，这样设置的目的即实现了测量机构和整个管件长度一体式检测装置的一体化式，同时还便于在测量管件时，对测量管件两个端口方向实现卡位和测量的作用，与导向机构和限位固定机构对待检测管件在待检测区域44进行全方位的限位，确保测量的管件长度数值十分精准。

管件的待检测区域44设置在测量限位顶针20和测量顶针39之间。当待测量的管件传输至待检测区域44以后，测量顶针39和测量限位顶针20的设置位置决定了管件测量的速度快慢，进而，测量顶针39和测量限位顶针20的设置位置提高了整个管件长度一体式检测装置的运转速度。

导向机构还包括落管导向板50、平行轴承13、光轴14和顶出从动气缸25，光轴14的传动路径与测量机构测量管件的测量顶针39运动路径相垂直，平行轴承13设置在光轴14上。平行轴承13和光轴14的设置目的是为管件自上而下掉落至落管通道49以后，便于管件水平传输到待检测区域44的传输通道，防止管件传输过程方向的不确定性影响管件的检测数据差异，乃至于影响管件的检测结果准确性；顶出从动气缸25的作用是配合顶出气缸15的运转方向一致性，确保传输待测量管件时，顶出传动动力板29和顶出传动从动板52之间夹持的管材传输过程中减少设备的震动。落管导向板50与落管导向限位块51对管件的下落通道实现限位作用。

测量顶针39与测量限位顶针20在接触管材端的端面直径大小相同，该直径小于等于管材的外径，且大于等于管材的内径。测量顶针39与测量限位顶针20在接触管材端的端面直径大小相同的设计目的是为了使得测量的管材在与之接触的端面受力大小均匀，起到防止管材接触端面受力大小不同导致测量管材的受力不均匀，进而导致管材中部的弯曲或者端面的磨损，影响最后管材检测的数值精确性。该直径大小应介于管材的外径和内径之间的数值，测量顶针39直径大小不能小于管材内径，目的是确保测量顶针39或者测量限位顶针20与管材的接触端不会插入管材内部，使管材测量的真实值偏小，测量顶针39或者测量限位顶针20的直径过大会直接导致待检测区域44变大，影响整个管件长度一体式检测装置的结构紧凑性，且一体式检测装置避免了送料机构和测量机构的分离，大大节省了装置占有空间，进一步节省了成本。

导向机构、限位固定机构、测量机构和分拣机构通过多个连接块和多个连接板连接，相互之间连接固定在承台平台1底部；顶出气缸15与开关门气缸16通过连接块ⅰ18固定连接，并通过连接块ⅰ18固定在承台平台1底面上；平行轴承13与承台平台1通过连接块ⅱ23固定连接；开关门挡板30与连接板ⅰ17通过连接块ⅲ26连接；连接板ⅰ17通过连接块ⅳ43固定在平行轴承13上；异形连接板19和顶出传动从动板52通过连接块ⅴ46配合垫块55连接；承台平台1与连接板ⅲ48通过连接块ⅵ47固定连接；分拣气缸22与连接块ⅵ47通过连接板ⅲ48连接固定；连接块ⅶ53和连接块ⅷ54通过连接板ⅱ24连接；连接板ⅱ24与平行轴承13通过连接块ⅶ53连接；连接板ⅱ24与顶出气缸15的轴承通过连接块ⅷ54连接。多数连接块的设置目的都是起到直接或者间接连接固定承台平台1下方机构的作用。连接板ⅰ17的作用是使连接块ⅲ26和连接块ⅵ47连接，确保顶出传动动力板29和开关门挡板30在传输待测管件至待检测区域44时的联动性。连接板ⅱ24不仅起到对连接块ⅶ53和连接块ⅷ54的连接作用，而且还起到配合顶出从动气缸25在顶出气缸15对管件作出顶出动作时，与顶出气缸15的顶出传输方向保持一致性，起到减少整个管件长度一体式检测装置的设备震动效果。连接板ⅲ48对分拣气缸22和连接块ⅵ47进行连接固定作用。垫块55的设计目的是使连接块ⅴ46连接顶出传动从动板52后能合理避开与异形连接板19的碰撞。

承台平台1底部设有承台支架10、隔板11和底板12。承台支架10设置目的是配合承台平台1对整个管件长度一体式检测装置的各个机构起到固定支撑的作用。隔板11和底板12设置作用在于将电控箱57与合格管件和不合格管件进行区域隔离。

气管及控制电路走线孔56为整个管件长度一体式检测装置的气管走管口和控制电路信号传递孔，承台平台1四个边角位置设置承台支架10，承台支架10底部设有底板12，底板12与承台平台1之间固有隔板11。承台平台1上端的气缸控制电路全部通过气管及控制电路走线孔56与承台平台1下端的电控箱57连接。